你可能不知道，全世界每年有大約70億隻雄性小雞剛孵化出來，就被“處理掉”了，因為它們既不能下蛋，肉質也沒有母雞好。除此之外，奶牛場希望他們的牛儘可能多的生母牛，這導致全世界每年有數百萬頭公牛犢“被處理”。正常情況下1：1的性別比例，導致大量不被需要的性別的動物被處理和浪費。

而對於科研來說也一樣，有許多研究只需要特定性別的實驗動物，例如研究乳腺癌往往只需要雌性小鼠，而研究前列腺癌就只需要雄性小鼠，這就導致另一種性別的動物被浪費。僅僅在過去的5年裡，就有大約25000篇論文是研究特定性別的小鼠。

因此，產生和撲殺特定性別的動物無論是在倫理上，還是在經濟上，都造成了很大的負擔。如果能從一開始就只產生所需要的特定性別的動物，顯然能夠很大程度上解決這一困境。

近日，英國弗朗西斯·克里克研究所和肯特大學的研究人員在

Nature Communications

期刊發表了題為：

CRISPR-Cas9 effectors facilitate generation of single-sex litters and sex-specific phenotypes

的研究論文。

該研究利用

CRISPR基因編輯

技術，以小鼠為模型，開發了一種

合成致死的雙組份CRISPR-Cas9策略，可以讓小鼠100%產生全部雄性或全部雌性。

更重要的是，該技術還可能適用於其他脊椎動物物種，併為實驗室研究和農業生產中面臨的倫理和經濟上的問題提供解決方案。

我們都知道，CRISPR-Cas9基因編輯系統由兩部分組成：用來切割DNA的

Cas9酶

和用來識別靶向特定DNA序列的

sgRNA

。這兩個組分合作實現對特定DNA序列的靶向切割，進而實現基因編輯。

為了實現讓小鼠只產生特定性別的後代的目的，就需要消除一種性別的胚胎。研究團隊將CRISPR的兩個組分Cas9和sgRNA分別放到兩個親本中，然後，他們需要找到一個能夠有效消除胚胎的分子靶標，這個靶標必須在發育過程中以足夠高的水平和在正確的時間表達。

研究團隊選擇了

拓撲異構酶1

基因

（

TOP1

）

，該基因是細胞分裂的關鍵，如果刪除了這個基因，就會在非常早期導致胚胎迅速死亡。

研究團隊將編碼靶向TOP1基因的sgRNA的DNA序列插入到雌性小鼠基因組中，並將編碼Cas9酶的DNA序列插入到雄性小鼠的Y染色體上。然後這兩種小鼠交配，當攜帶Y染色體的精子和卵子結合時，Cas9酶和靶向TOP1基因的sgRNA結合，進而敲除TOP1基因，導致這個雄性胚胎在還只有幾十個細胞時就死亡，最終只產生雌性小鼠。

而如果把編碼Cas9酶的DNA序列插入到雄性小鼠的X染色體上，則產生完全相反的結果，即只產生雄性小鼠。

從實驗結果來看，正常情況下，小鼠的出生性別比接近1：1，而這種CRISPR基因編輯策略可以實現100%產生雄性小鼠後代或100%產生雌性小鼠後代。

相信一些讀者看到這裡，開始擔心這種方法會被用到人類身上，從而導致性別比例的失調。

實際上這種擔心完全沒有必要

，首先，對人類進行基因編輯需要嚴格的稽核，而論文中的這種可以遺傳下去的基因編輯操作應用在人類身上更是違法的。其次，這種方法只適用於產仔多、妊娠期短的物種。人類如果需要調整出生性別，有更簡單可行的方法。

論文連結：

https：//www。nature。com/articles/s41467-021-27227-2